一、阿貝折射儀用途
阿貝折射儀是能測定透明、半透明液體或固體的折射率nD和平均色散Nf-nC的儀器(其中以測液體為主),如儀器上接恒溫器,則可測定溫度為0°~70°c內(nèi)的折射率Nd。
折射率和平均色散是物質(zhì)的重要光學(xué)常數(shù)之一,能借以了解物質(zhì)的光學(xué)性能、純度、濃度及色散大小等。本儀器能測出蔗糖溶液內(nèi)含糖量濃度的百分?jǐn)?shù)(0~95%,相當(dāng)于折射率為1.333~1.531)。故此儀器使用范圍甚廣,是石油工業(yè)、油脂工業(yè)、制藥工業(yè)、制漆工業(yè)、食品工業(yè)、日用化學(xué)工業(yè)、制糖工業(yè)、和地質(zhì)勘察等有并工廠,學(xué)校及有并研究單位*的常用設(shè)備之一。
二、阿貝折射儀規(guī)格
測量范圍:nD1.3000~1.700錘度(Brix):0-95%
測量準(zhǔn)確度(nD)±0.0002錘度(Brix):≤±0.1%
儀器質(zhì)量:2.6㎏
儀器體積:100×200×240mm
三、工作原理簡述
折射儀的基本原理即為折射定律:n1,n1n2為交界面的兩側(cè)的兩種介質(zhì)的折射率,若光線從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì),入射角小于折射角,改變?nèi)肷浣强梢允拐凵溥_(dá)到90°,此時(shí)的入射角稱為臨界角,本儀器測定折射率是基于測定臨界角的原理。
當(dāng)不同角度光線射入AB面時(shí),其折射都大于ⅰ,如果用一望遠(yuǎn)鏡對出射光線視察,可以看到望遠(yuǎn)鏡視場被分為明暗兩部分,二者之間有明顯分界線。明暗分界處即為臨界角的位置。
四、儀器結(jié)構(gòu)
(一)光學(xué)部分:
儀器的光學(xué)部分由望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)二個(gè)部分組成
1.進(jìn)光棱鏡2.折射棱鏡3.擺動反光鏡
4.消色散棱鏡組5.望遠(yuǎn)物鏡組6.平行棱鏡
7.分劃板8.目鏡9.讀數(shù)物鏡
10.反光鏡11.刻度板12.聚光鏡
阿貝折射儀
進(jìn)光棱鏡(1)與折射棱鏡(2)之間有一微小均勻的間隙,被測液體就放在此空隙內(nèi)。
當(dāng)光線(自然光或白熾光)射入進(jìn)光棱鏡(1)時(shí)便在其磨砂面上產(chǎn)生漫反時(shí),使被測液層內(nèi)有各種不同角度的入射光,經(jīng)過折射棱鏡(2)產(chǎn)生一束折射角均大于臨界角ⅰ的光線.由擺動反射鏡(3)將此束光線射入消色散棱鏡組(4),此消色散棱鏡組是由一對等色散阿米西棱鏡組成,其作用是獲得一可變色散來抵消由于折射棱鏡對不同被測物體所產(chǎn)生的色散.再由望遠(yuǎn)鏡(5)將此明暗分界線成象于分劃板(7)上,分劃板上有十字分劃線,通過目鏡(8)能看到如圖五上半部所示的象。
光線經(jīng)聚光鏡(12)照明刻度板(11),刻度板與擺動反射鏡(13)連成一體,同時(shí)繞刻度中心作回轉(zhuǎn)運(yùn)動。通過反射鏡(10),讀數(shù)物鏡(9),平行棱鏡(6)將刻度板上不同部位折射率示值成象于分劃板(7)上。
?。ǘ┙Y(jié)構(gòu)部分:
底座(14)為儀器的支承座,殼體(17)固定在其上。
除棱鏡和目鏡以外全部光學(xué)組件及主要結(jié)構(gòu)封閉于殼體內(nèi)部。棱鏡組固定于殼體上,由進(jìn)光棱鏡、折射棱鏡以及棱鏡座等結(jié)構(gòu)組成,兩只棱鏡分別用特種粘合劑固定在棱鏡內(nèi)。
?。?)為進(jìn)光棱鏡座,(11)為折射棱鏡座,兩棱鏡座由轉(zhuǎn)軸(2)連接。
進(jìn)光棱鏡能打開和關(guān)閉,當(dāng)兩棱鏡座密合并用手輪(10)鎖緊時(shí),二棱鏡之間保持一均勻的間隙,被測液體應(yīng)充滿此間隙。
?。?)為遮光板,(18)為四只恒溫器接頭,(4)為溫度計(jì),(13)為溫度計(jì)座,可用乳膠管與恒溫器連接使用。
(1)為反射鏡(8)為目鏡,(9)為蓋板,(15)為折射率刻度調(diào)節(jié)手輪(6)為色散調(diào)節(jié)手輪(7)為色散值刻度圈,(12)為照明刻度盤聚光鏡。
五、使用與操作的方法
?。ㄒ唬?zhǔn)備工作;
?。?)在開始測定前,必須先用標(biāo)準(zhǔn)試樣校對讀數(shù)。對折射棱鏡的拋光面加1~2滴溴萘,再貼上標(biāo)準(zhǔn)試樣的拋光面,當(dāng)讀數(shù)視場指示于標(biāo)準(zhǔn)試樣上之值時(shí),觀察望遠(yuǎn)鏡內(nèi)明暗分界線是否在十字線中間,若有偏差則用螺絲刀微量旋轉(zhuǎn)圖七上小孔(16)內(nèi)的螺釘,帶動物鏡偏擺,使分界線象位移至十字線中心,通過反復(fù)地觀察與校正,使示值的起始誤差降至最小(包括操作者的瞄準(zhǔn)誤差)。校正完畢后,在以后的測定過程中不允許隨意再動此部位。
如果在日常的工作中,對所測量的折射率示值有懷疑時(shí),可按上述方法用標(biāo)準(zhǔn)試樣進(jìn)行檢驗(yàn),是否有起始誤差,并進(jìn)行校正。
?。?)每次測定工作之前及進(jìn)行示值校準(zhǔn)時(shí)必須將進(jìn)光棱鏡的毛面,折射棱鏡的拋光面及標(biāo)準(zhǔn)試樣的拋光面,用*(1:4)的混合液和脫脂棉花輕擦干凈,以免留有其他物質(zhì),影響成象清晰度和測量精度。
(二)測定工作:
?。?)測定透明半透明液體:
將被測液體用干凈滴管加在折射棱鏡表面,并將進(jìn)光棱鏡蓋上,用手輪(10)鎖緊,要求液層均勻,充滿視場,無氣泡。打開遮光板(3),合上反射鏡(1),調(diào)節(jié)目鏡視度,使十字線成象清晰,此時(shí)旋轉(zhuǎn)手輪(15)并在目鏡視場中找到明暗分界線的位置,再旋轉(zhuǎn)手輪(6)使分界線不帶任何彩色,微調(diào)手輪(15),使分界線位于十字線的中心,再適當(dāng)轉(zhuǎn)動聚光鏡(12)此時(shí)目鏡視場下方顯示示值即為被測液體的折射率。
?。?)測定透明固體:
被測物體上需要有一個(gè)平整的拋光面,把進(jìn)光棱鏡打開,在折射棱鏡的拋光面上加1~2滴溴代萘,并將被測物體的拋光面擦干凈放上去,使其接觸良好,此時(shí)便可在目鏡
視場中尋找分界線,瞄準(zhǔn)和讀數(shù)的操作方法如前所述。
?。?)測定半透明固體:
被測半透明固體上也需要有一個(gè)平整的拋光面。測量時(shí)將固體的拋光面用溴代萘沾在折射棱鏡上,打開反射鏡(1)并調(diào)整角度利用反射光束測量,具體操作方法同上。
(4)測量蔗糖內(nèi)糖量濃度:
操作與測量液體折射率時(shí)相同,此時(shí)讀數(shù)可直接從視場中示值上半部讀出,即為蔗糖溶液含糖量濃度的百分?jǐn)?shù)。
(5)測定平均色散值:
基本操作方法與測量折射率時(shí)相同,只是以兩個(gè)不同方向轉(zhuǎn)動色散調(diào)節(jié)手輪
?。?)時(shí),使視場中明暗分界線無彩色為止,此時(shí)需記下每次在色散值刻度圈
?。?)上指示的刻度值Z,取其平均值,再記下其折射率nD。根據(jù)折射率nD值,在阿貝折射儀色散表的同一橫行中找出A和B值(若nD在表中二數(shù)值中間時(shí)用內(nèi)插法求得)。再根據(jù)Z值在表中查出相應(yīng)的б值。當(dāng)Z﹥30時(shí)取負(fù)值,當(dāng)Z﹤30時(shí)取正值,按照所求出的A、B、值代入色散公式就可求出平均色散值(例子看第14頁)
(8)若需測量在不同溫度時(shí)的折射率,將溫度計(jì)旋入溫度計(jì)座(13)中,接上恒溫器通水管,把恒溫器的溫度調(diào)節(jié)到所需測量溫度,接通循環(huán)水,待溫度穩(wěn)定十分鐘后,即可測量。
六、維護(hù)與保養(yǎng)
為了確保儀器的精度,防止損壞,請用戶注意維護(hù)保養(yǎng)特提出下列要點(diǎn)以供參考:
?。?)儀器應(yīng)置放于干燥、空氣流通的室內(nèi),以免光學(xué)零件受潮后生霉。
?。?)當(dāng)試腐蝕性液體時(shí)應(yīng)及時(shí)做好清洗工作(包括光學(xué)零件、金屬零件以及油漆表面),防止侵蝕損壞。儀器使用完畢后幾須做好清潔工作,放入木箱內(nèi)應(yīng)存有干燥劑(變色硅膠)以吸收潮氣。
?。?)被測試樣中不應(yīng)有硬性雜質(zhì),當(dāng)測試固體試樣時(shí),應(yīng)防止把折射棱鏡表面拉毛或產(chǎn)生壓痕。
?。?)經(jīng)常保持儀器清潔,嚴(yán)禁油手或汗手觸及光學(xué)零件,若光學(xué)零件表面有灰塵可用高級鹿皮或長纖維的脫脂棉輕擦后用皮吹風(fēng)吹去,如光學(xué)零件表面沾上了油垢應(yīng)及時(shí)用酒精混合液擦干凈。
?。?)儀器應(yīng)避免強(qiáng)烈振動或撞擊,以防止光學(xué)零件損傷及影響精度。